Thiết kế hệ thống truyền động chính của máy bào giường

đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động máy bào giờng có số liệu ban đầu nh sau: - Tốc độ hành trình thuận ( tốc độ cắt ): vthuận= 35 m/phút - Tốc độ hành trình ngợc vnghịch=70 m/phút - Khối lợng bàn máy chi tiết gia công : mb = 1000 kg mct = 1000 kg - Bán kính qui đổi lực cắt : = 0,024 - Hiệu suất định mức cấu : = 0,81 - Chiều dài hành trình bàn : Lb=3 m - Lực cắt Fz= 30kN - hệ số ma sát = 0.081 Lời nói đầu Chơng I:Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động I.Giới thiệu công nghệ II.Các yêu cầu hệ thống truyền động máy bào giờng Chơng II:Phân tích lựa chọn phơng án truyền động I Khảo sát phơng án truyền động Hệ điều chỉnh điện áp động Hệ điều chỉnh công suất trợt động Hệ điều chỉnh xung điện trở rôto Hệ điều chỉnh tần số động KĐB II So sánh phơng án khả thi Về tính đơn giản điều chỉnh Về hiệu suất điều chỉnh, dải điều chỉnh khả khởi động, khả đảo chiều Về tính kinh tế phơng pháp truyền động Về lĩnh vực ứng dụng, tính tin cậy vận hành III Chọn sơ đồ biến tần Chơng III : Tính chọn thiết bị mạch lực I Tính chọn động truyền động Phụ tải truyền động Tính chọn động Kiểm nghiệm lại động II.Tính chọn nghịch lu 1.Chọn Thyristor diode 2.Chọn tụ chuyển mạch 3.Chọn cuộn kháng san III.Tính chọn chỉnh lu Chơng IV: Tổng hợp hệ điều khiển I Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện II Sơ đồ cấu trúc mạch vòng tốc độ III.Tính tham số cần dùng trình tổng hợp IV.Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh 1.Tổng hợp mạch vòng dòng điện Tổng hợp mạch vòng tốc độ Chơng V:Thiết kế mạch điều khiển I nguyên lý điều khiển II Thiết kế mạch điều khiển chỉnh lu III Thiết kế mạch điều khiển nghịch lu IV.Mạch biến đổi U/f V Các mạch bảo vệ Mạch hạn chế dòng Mạch hạn chế gia tốc giảm tốc 5 10 10 10 11 13 15 16 17 17 17 17 18 20 20 20 21 21 26 26 27 27 28 29 31 32 33 34 34 35 36 36 37 39 44 44 44 45 Lời nói đầu Máy cắt gọt kim loại đặc trng cho ngành khí chế tạo máy, gia công kim loại có vai trò to lớn lĩnh vực sản xuất kinh tế quốc dân, khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá tự động hoá Dới tác động khoa học kỹ thuật đại loại máy móc nói chung, máy cắt gọt kim loại nói riêng ngày đợc cho phép đơn giản kết cấu khí máy sản xuất giảm nhẹ cờng độ lao động Máy cắt gọt kim loại đợc dùng để gia công chi tiết kim loại cách hớt lớp kim loại thừa, để sau gia công chi tiết có hình dáng gần yêu cầu (gia công thô) thoả mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thớc độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) Có thể phân loại máy cắt kim lọai nh sau: -Tuỳ thuộc vào trình công nghệ đặc trng phơng pháp gia công dạng dao, đặc tính chuyển động v.v , máy cắt đợc chia thành máy bản: tiện, phay, bào, khoan - doa, mài nhóm máy khác nh gia công răng, ren, vít v.v -Theo đặc điểm trình sản xuất, chia thành máy vạn chuyên dùng đặc biệt Máy vạn máy thực đợc phơng pháp gia công khác nh tiện, khoan, gia công , để gia công chi tiết khác hình dáng, kích thớc Các máy chuyên dùng máy dùng để gia công chi tiết có hình dáng nhng có kích thớc khác Máy đặc biệt máy dùng để thực gia công chi tiết có hình dáng kích thớc -Theo kích thớc trọng lợng chi tiết gia công máy, chia máy cắt kim loại thành máy bình thờng ( trọng lợng chi tiết 100 ữ10.103 kg), máy cỡ lớn ( trọng lợng chi tiết 10.103 ữ 30.103 kg), máy cỡ nặng (trọng lợng chi tiết 30.103 ữ 100.103 kg) máy nặng (trọng lợng chi tiết lớn 100.103 kg) -Theo độ xác gia công, chia thành máy có độ xác bình thờng, cao cao Việc tăng suất máy giảm giá thành thiết bị máy hai yêu cầu chủ yếu hệ thống chuyền động điện tự động hoá nhng chúng mâu thuẫn Một bên đòi hỏi sử dụng hệ thống phức tạp, bên lại yêu cầu hạn chế số lợng thiết bị chung máy số thiết bị cao cấp Vậy việc lựa chọn hệ thống truyền động điện tự động hoá cho thích hợp toán khó Nội dung đồ án chia làm chơng, cụ thể nh sau: Chơng I: đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động Nội dung chơng đề cập tới nét công nghệ truyền động bàn máy bào giờng có khảo sát kỹ đặc tính phụ tải Tất thiết kế sau đểu bám sát đặc điểm Chơng II: Phân tích lựa chọn phơng án truyền động Nội dung chơng trình bày phơng án truyền động ,đa phơng án khả thi cuối có so sánh phơng án khả thi đề chọn phơng án phù hợp Tất có phân tích cụ thể định chọn phơng án tốt Chơng III: Tính chọn thiết bị mạch lực Nội dung chơng trình bày cách chọn công suất động truyền động,van bán dẫn ,tụ Chơng IV: Tổng hợp hệ thống Nội dung chơng tổng hợp cấu trúc nh tham số điều chỉnh theo luật điều chỉnh chọn Chơng V: Thiết kế mạch điều khiển Nêu lên nguyên lý điều chỉnh thiết kế sơ mạch điều khiển biến đổi Sinh viên thực Chơng I Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động I.Giới thiệu công nghệ : Máy cắt kim loại đợc dùng để gia công chi tiết kim loại cách cắt bớt lớp kim loại thừa ,để sau gia công chi tiết có hình dáng gần yêu cầu (gia công thô) thoả mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thớc độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) Tuỳ thuộc vào trình công nghệ đặc trng phơng pháp gia công ,dạng dao ,đặc tính chuyển động ,các máy cắt đợc chia thành máy :tiện ,phay ,bào ,khoan doa, mài nhóm máy khác nh gia công ,ren ,vít Do yêu cầu đề thiết kế cho máy bào giờng nên dới giới thiệu sơ qua đặc điểm công nghệ máy: Máy bào giờng máy gia công chi tiết lớn,chiều dài bàn từ 1,5 đến 12m.Tuỳ thuộc vào chiều dài bàn máy lực kéo phân máy bào giờng thành ba loại : -Máy cỡ nhỏ :chiều dài bàn Lb5m ,Fk >70kN Chi tiết gia công đợc kẹp chặt bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại Dao cắt đợc kẹp chặt bàn dao đứng Bàn dao đơc kẹp chặt xà ngang cố định gia công Trong trình làm việc ,bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ lặp lặp lại ,mỗi chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngợc hành trình thuận ,thực gia công chi tiết ,nên gọi hành trình cắt gọt hành trình ngợc bàn máy chạy vị trí ban đầu ,không cắt gọt ,nên gọi hành trình không tải Cứ sau kết thúc hành trình ngợc bàn dao lại chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lợng ăn dao s (mm/hành trình kép).Chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy gọi chuyển động Dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép chuyển động ăn dao Chuyển động phụ di chuyển nhanh xà ,bàn dao ,nâng đầu dao hành trình không tải Hình Đồ thị tốc độ bàn máy Đồ thị tốc độ bàn máy đợc vẽ hình 1.Trong thực tế có nhiều dạng đơn giản phức tạp Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận đợc tăng tốc độ đến tốc độ V0 =5 ữ15 m/ph (tốc độ vào dao )trong khoảng thời gian t1.Sau chạy ổn định với tốc độ V0 khoảng thời gian t2 dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp để tránh sứt dao chi tiết ).Bàn máy tiếp tục chạy ổn định với tốc độ V0 hết thời gian t3 lại tăng tốc độ đến Vth (tốc độ cắt gọt ).Trong thời gian t5 bàn máy chuyển động với tốc độ Vth thực gia công chi tiết Gần hết hành trình thuận bàn máy sơ gảim tốc độ đến V0 ,dao đợc khỏi chi tiết tốc độ bàn V0.Sau bàn máy đảo chiều sang hành trình ngợc đến tốc độ Vng> Vth thực hành trình không tải ,đa bàn máy vị trí ban đầu (khi dao đợc đa khỏi chi tiết ).Gần hết hành trình ngợc bàn máy đảo sang hành trình thuận thực chu kỳ khác.Bàn dao đợc di chuyển thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình thuận kết thúc di chuyển trớc dao cắt vào chi tiết Tốc độ hành trình thuận Vth đợc xác định tơng ứng chế độ cắt ,thờng V2=5ữ(75ữ120) m/ph,tốc độ gia công lớn đạt (75ữ120)m/ph.Để tăng suất máy tốc độ hành trình ngợc thờng đợc chọn lớn tốc độ hành trình thuận Vng=k.Vth (thờng k=2ữ3) Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thời gian 1 n= = (1-1) Tck t th + t ng : Tck thời gian chu kỳ làm việc bàn máy ,[s] tth thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận [s] tng - thời gian bàn máy chuyển động hành trình ngợc [s] Giả sử gia tốc bàn máy lúc tăng giảm tốc độ không đổi : L g th + Lh.th L t th = th + (1-2) Vth Vth / t ng = Lng + Lg ng + Lh.ng (1-3) Vng Vng / : Lth,Lng chiều dài hành trình bàn máy ứng với tốc độ ổn định Vth ,Vng hành trình thuận ngợc Lg.th ,Lt.th chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc (gia tốc )và trình giảm tốc (hãm ) hành trình thuận Lg.ng ,Lt.ng chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc (gia tốc )và trình giảm tốc (hãm ) hành trình ngợc Vth,Vng tốc độ hành trình thuận ,ngợc bàn máy Thay tth (1-2) tng(1-2) vào (1-1) ta nhận đợc : n= 1 = L / Vth + L / Vng + t dc (k + 1).L + t dc Vng (1-4) : L=Lth+Lg.ht +Lh.th = Lng+Lg.ng +Lh.ng-chiều dài hành trình bàn máy k= Vng Vth -tỉ số tốc độ hành trình thuận hành trình ngợc tđc thời gian đảo chiều máy Từ (1-4) ta thấy chọn tốc độ cắt Vth suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều tđc Khi tăng K suất máy tăng nhng k >3 suất máy tăng không đáng kể lúc thời gian đảo chiều lại tăng Nếu chiều dài bàn L>3m tđc ảnh hởng đến suất mà chủ yếu k Khi Lb bé tốc độ thuận lớn Vth=(75ữ120)m/ph tđc ảnh huởng nhiều đến suất.Vì thiết kế máy bào giờng phải làm giảm thời gian trình độ Một biện pháp xác định tỉ số truyền tối u cấu truyền động động đến trục làm việc,đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao Ta có tỷ số truyền tối u: it.= Mc Mc Jm + ( )2 + M M Jd Trong đó: M : Momen động lúc khởi động,[Nm] Mc :Momen cản trục làm việc,[Nm] Jm , Jd :Momen quán tính máy động cơ,[kgm] Nếu coi Mc= thì: itu= Jm Jd Việc lựa chọn tỷ số truyền tối u máy bào giờng quan trọng Thời gian trình độ phụ thuộc vào mômen quán tính máy.Mômen quán tính máy tỷ lệ với chiều dài máy Tuy nhiên thời gian trình độ giảm nhỏ đợc bị hạn chế bởi: -Lực động phát sinh hệ thống -Thời gian trình độ phải đủ lớn để di chuyển đầu dao II.Các yêu cầu hệ thống truyền động máy bào giờng 1.Truyền động - Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động tỉ số tốc độ lớn thấp bàn máy D= Vmax Vngmax = Vmin Vthmin Trong : Vngmax tốc độ lớn bàn máy hành trình ngợc Vthmin - tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận Chọn Vthmin =5m/ph Ta có: D= Vngmax Vthmin = 70 = 14 : - Độ trơn điều chỉnh tốc độ : tỉ số hai giá trị kề tốc độ = i +1 i i , i +1 tốc độ cấp thứ i i+1 đợc xác định công thức : = z max z = D z số cấp tốc độ máy yêu cầu đề ta có = 1.41 -Hệ thống truyền động hệ truyền động có đảo chiều quay làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại -Do máy bào giờng có nhiệm vụ gia công thô bề mặt chi tiết ,không cần độ bóng ,nhẵn nên độ xác yêu cầu không cao % < 5% Thờng chọn %=2% -Độ ổn định tốc độ: Tốc độ cần đợc ổn định trờng hợp gia công chi tiết ,tức dao cắt cắt vào chi tiết để tránh làm sứt mẻ chi tiết dao cắt -Quá trình độ khởi động , hãm yêu cầu xảy êm,tránh va chạm truyền với tác động cực đại 2.Truyền động ăn dao Truyền động ăn dao làm vệc có tính chất chu kì,trong hành trình kép làm việc lần Phạm vi điều chỉnh lợng ăn dao D = ( 100 ữ 200)/1.Lợng ăn dao cực đại đạt tới (80 ữ 100) mm/hành trình kép Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, đạt tới 1000 lần/giờ Hệ thống di chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều chế độ di chuyển làm việc di chuyển nhanh Truyền động ăn dao thực nhiều hệ thống khí, điện khí, thuỷ lực, khí nén Thông thờng sử dụng rộng rãi hệ thống điện : động điện hệ thống truyền động trục vít - ecu bánh - 3.dặc tính : M,P w 10 Wir = T + pT 0,32 + 0,32 p = K i TCL pT ì 16,7.0,005 0,32 p + 0,32 p = 1,92 + 0,32 p 0,167 p + 0,32 p ; Ts = min(TCL , T ) = 0,005 Vậy hàm truyền Ri ( p) = 1,92 0,32 p Wir = 1,92 => Hàm truyền mạch vòng dòng điện: S KI ( p ) = 1 + 2.0,005 p + 2.0,005 p 2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ: Ta coi iu chnh dũng in v mụmen hot ng tn s cao v cú th tng hp theo tiờu chun mụdun ti u,cú dng: Wi_m(p)= + 2.T p + 2.T p ; vi T= 2. =0,01 Khi tng hp ta coi Wi_m(p) l khõu quỏn tớnh bc nht cú dng : Wi_m(p)= + 0,02 p Vy hm truyn i tng ca R l: W0(p)= K / J Ks 0,05 = = p.(1 + 0,01 p ).(1 + 0,02 p ) p.(1 + 0,01 p ).(1 + 0,02 p ) T1 p.(1 + T2 p ).(1 + p) F ( p) + p R(p)= W ( p).[1 F ( p)] = W ( p).[8 p + p ] 0 Vi F(p) l hm chun theo tiờu chun modul i xng có hàm truyền F ( p) = + p + p + p + p ta có R(p) khâu PID có hàm truyền T1 (1 + p ).(1 + T2 p ) (1 + 0,04 p ).(1 + 0,02 p ) = 10,4 2K s p 0,04 p Nếu không dùng cách gần mạch vòng tốc độ có Is3 nên việc tổng hợp tay gặp nhiều khó khăn em tổng hợp máy tính với phần mềm MATLAB sau hiệu chỉnh ta có đợc thông số R(p) nh sau: K=30 T1=2,7 T2=3.10-4 37 mạch vòng tốc độ coi mạch vòng dòng điện khâu quán tính bậc 38 Chơng V Thiết kế mạch điều khiển I nguyên lý điều khiển Nh đề cập, ta áp dụng phơng pháp điểu khiển tần số dòng điện cho trờng hợp biến tần nghịch lu độc lập nguồn dòng Thực chất phơng pháp thông số kiểm tra hệ thống điện áp cực động mà dòng điện động tiêu thụ điện áp động phụ thuộc vào điện trở tơng đơng động Khi thay đổi phụ tải trục động cơ, cần phải điểu chỉnh dòng điện vào nghịch lu theo giá trị phụ tải ; tức điều chỉnh quan hệ dòng stato (I1) tốc độ hay hệ số trợt (s) cho từ thông roto động không đổi ta tìm đợc luật điều chỉnh I1=f(s)=f(s) quan hệ phi tuyến, nhiên thực cách đơn giản quan hệ tuyến tính hoá đoạn đặc tính làm việc; tức thực quan hệ tỉ lệ dòng I1 hệ số trợt tuyệt đối s Sơ đồ khối mạch điều khiển: cl nl đkcl đc ft đknl uw1 Ri uw iđ Bộ hạn chế Bộ điều chỉnh hệ Trạng thái : động hay máy phát R uđặt hạn chế số trượt uwđ -u w Hệ thống thích hợp cho truyền động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại mà tác động nhanh có ý nghĩa quan trọng, đồng thời cho phép phạm vi điều chỉnh tần số tơng đối lớn (D = 20:1) Ngoài ra, hệ thống bảo đảm khả tải động hãm tái sinh trả lợng lới Nguyên lý làm việc hệ thống nh sau: + Khi có thay đổi dòng liên lạc tạo nên hệ số trợt hệ thống, qua điều chỉnh hệ số trợt, mà thực chất tạo quan hệ I1 = f(s) dẫn đến 39 sai khác giữ tốc độ roto tốc độ đồng bộ, liên hệ tới tần số đóng mở nghịch lu Tần số đóng mở thyristor NL tần số xác định tốc độ động + Để tái sinh lợng, trớc hết mồi chậm tiristor nghịch lu, làm giảm tần số nghịch lu, cho động quay tốc độ vợt tốc độ đồng trở thành máy phát Khi điện áp liên lạc đợc đảo ngợc lợng đợc trả lại lới xoay chiều có tần số cố định qua biến đổi cầu ba pha làm việc chế độ nghịch lu phụ thuộc + Để đảo chiều quay động thay đổi thứ tự mồi nghịch lu Ngoài hệ thống có hiệu chỉnh để nối liên hệ phải hồi dòng điện tốc độ Các hiệu chỉnh đợc lắp KĐTT tiêu chuẩn II Thiết kế mạch điều khiển chỉnh lu Nhiệm vụ hệ thống điều khiển chỉnh lu tạo đợc xung chuẩn, đủ công suất để mở/ khoá van theo quy luật nh khảo sát Ngoài phải đảm bảo tính cách li mạch điều khiển mạch lựu, khả chống nhiễu dải điều chỉnh Sơ đồ khối, chức khối KĐ SX SS ĐF CLĐK a.Khối đồng pha (ĐF): Tạo tín hiệu đồng pha với điện áp đặt lên Tiristor cần điều khiển thời điểm mở van () Điện áp lới ba pha qua khâu đồng pha cho tín hiệu UĐF có dạng ca, hình thang, sin tùy theo nguyên tắc điều khiển Trong sơ đồ dùng tạo điện áp ca đồng ta sử dụng mạch dùng phần tử RC: Us = E (1 e-1/RC) Tr R2 C1 A U1 R1 B A1 D1 R3 C A2 Ur b Khâu so sánh (SS): Thực việc so sánh hai tín hiệu U ĐF Uđk để tạo thời điểm phát xung điều khiển vào tiristor Về nguyên tăc sờn trớc xung đứng tốt 53210 53210 40 53210 53210 Các phần tử sử dụng khâu KĐTT Uv +Vcc Uv - Ur +Ubh Uref + Ur +Ubh Uref -Vcc -Ubh c Khâu khuếch đại sửa xung: tạo dạng xung chuẩn khuếch đại đủ công suất vào tiristor (xung điều khiển có độ rộng 100 ữ160 às) xung khâu so sánh có độ rộng lớn, nên để tạo xung dạng chuẩn đa qua tụ vi phân để nhận đợc xung đơn dạng kim đa qua phát xung chùm với tần số ữ 10 KHz cộng hai tín hiệu nhận đợc xung chùm ứng với độ dài xung so sánh Khâu khuếch đại sửa xung chức KĐ công suất đồng thời làm chức cách li mạch điều khiển mạch công suất Do trờng hợp ta sử dụng sơ đồ: +E BAX D Tr1 Tr R Uv 10 b Mạch phát xung để tạo xung chùm điều khiển tiristor R3 A R2 C 10 5 R1 b 41 III Thiết kế mạch điều khiển nghịch lu Chức mạch điều khiển tạo xung có biên độ, độ rộng thời điểm thích hợp để điều khiển mở Tiristor mạch động lực cho Tirisitor nghịc lu dòng pha đợc đóng mở thứ tự từ T1-T6 lệch /3 Sơ đồ khối chức fx tx ffx kđ dđ FFX: Phân phối xung từ FX đến Tiristor TX: Trộn xung FFX với xung DĐ để tạo xung chùm DĐ: Bộ tạo xung dao động có tần số không đổi KĐ: Khuyếch đại xung có biên độ thích hợp để mở Tiristor Yêu cầu mạch điều khiển a Bộ FX: Tự động phát xung có tần số thay đổi đợc Chu kỳ dòng điện biến tần nguồn dòng: T = pha.) Chu kỳ FX: Tfx = (f: tần số BBT f T = 6f b Bộ DĐ: Phát xung có tần số không đổi cung cấp cho TX 10 R1 ) R2 T = R3C ln(1 + R3 A R2 C R1 b Thay đổi R3 ,C mạch đợc tần số thay đổi c Bộ FFX: 10 5 42 - Nhận xung từ FX (trong chu kỳ) để phân phối mở Tiristor theo thứ tự T1, T2, T3, T4, T5, T6 cách lần lợt / để bảo đảm góc dẫn Tiristor 120o hay thời điểm có Tiristor dẫn - Để thực đợc yêu cầu trên, ta thấy: Bộ FFX sử dụng ghi dịch bit Thời gian để bit ghi trở trạng thái ban đầu phải chu kỳ dòng điện Thực mạch D-FF đợc mắc nh hình vẽ Q1 Q1 D1 D2 Q1 CLK Q2 Q2 Q1 Q1 1 0 Q2 0 1 0 Q2 Q3 D3 CLK Q2 CLK Q3 PR PR PR CLK Q3 Q3 Q3 0 1 Q1 Q2 Q3 0 1 1 0 1 1 0 Để tạo xung phát lần lợt vào T1, T2, T3, T4, T5, T6 cách /3 hay góc dẫn mã Tiristor 120o => Tạo xung A, B, C lệch 120o Dịch xung 60o ta đợc xung A, B, C tơng ứng Để tạo đợc xung phát T1, T2, T3, T4, T5, T6 ta việc đa xung ban đầu xung dịch 60 vào mạch AND => Thoả mãn dạng xung cần có Từ nhận xét qua bảng trạng thái ngõ ghi dịch bit ta thấy: - Các tín hiệu A, B, C lần lợt đợc lấy từ đầu Q1, Q3 Q2 - Các tín hiệu A, B, C lần lợt đợc lấy từ đầu Q2, Q1 Q3 - Xung phát T1=Q1 AND Q2; T2=Q2 AND Q3; T3=Q3 AND Q1 ; T4= Q1 AND Q2 ; T5= Q2 AND Q3 ; T6= Q3 AND Q1 - Bộ FFX nhiệm vụ phát xung đến Tiristor nh có nhiệm vụ phân phối xung chế độ tơng ứng động là: Động quay thuận, động quay ngợc, chế độ hãm tái sinh - Giả sử giản đồ phát xung trình bày dùng để phát cho BBĐ cung cấp dòng cho Động làm việc chế độ chạy thuận Để động quay ngợc ta cần 43 đổi thứ tự phát xung vào Tiristor cách đổi pha B cho pha C Việc đợc thực dễ dàng MUX 74157 đợc trình bày nh hình vẽ - Để hãm tái sinh lợng, phải mồi chậm Tiristor nghịch lu làm giảm tần số nghịch lu cho động quay tốc độ đồng trở thành máy phát Trong chế độ hãm tái sinh ta cần đảo xung A, B, C Việc đợc thực vi mạch dồn kênh MUX 74157 đợc trình bày nh hình vẽ d Bộ trộn xung Xung từ FFX đợc trộn với xung đến từ dao động mạch AND để tới KĐX e Bộ KĐX: - Bộ KĐX làm nhiệm vụ khuếch đại xung điều khiển có biên độ, độ rộng thích hợp cho việc điều khiển mở Tiristor - Mạch KĐX đợc thực BAX 44 45 CLK Q1 t Q3 t Q2 t Q1 t Q3 t Q2 t t T1 t T2 t T3 t T4 t T5 t T6 t S t 46 IV.Mạch biến đổi U/f: Mạch nguyên lý biến đổi U/f U t U Đồ thị điện áp xung mạch biến đổi U/f U U T U T 1 2 m ax T V Các mạch bảo vệ: Mạch hạn chế dòng: Trong thực tế, hệ thống thờng ổn định dòng điện vợt giới hạn cho phép Nguyên nhân tợng nhiễu loạn động hệ thống gây Đây nhiễu loạn không khắc phục đợc Để hạn chế nhiễu loại ta dùng khâu hạn chế lợng đặt đầu vào mạch vòng dòng điện không vọt giới hạn U2 U+ U2 U1 U1 D+ +Un U+ D- U- U-Un Khi U1>0, U1>U+ D+ mở, U2=U+ Khi U1 U D- mở, U2=U2 Mạch hạn chế gia tốc giảm tốc: 47 Trong hệ truyền động điện dùng biến đổi điện tử công suất, độ tác động nhanh biến đổi nên cần hạn chế tốc độ tăng lợng đặt đầu vào mạch vòng tốc độ Cấu tạo gồm: khâu so sánh, khâu tích phân, khâu hạn chế Tín hiệu đầu vào khâu so sánh ( U W U W * ) U = U max sin( U w U *w ) U = U HC max sin( U w U *w ) U U *w = HC max sin( U w U *w ) Trong đó: Umax: điện áp bão hoà đầu khâu so sánh A1 Uw T1 U2 U1 Uw* T2 A3 +Uhcmax Uhcmax -Uhcmax A2 A4 Uw Uw* Uhcmax Uw t Trong đó: UHCmax: điện áp hạn chế : số tích phân Uw: điện áp đầu vào (khâu tín hiệu) U *w : điện áp dầu (tín hiệu đặt sau qua khâu hạn chế) Vậy lợng tăng tốc độ đặt: dU *w U HC max dt 48 R6 - + A4 Tr1 R2 C2 U v R1 - A1 + B D3 R3 A2 + +12V T1 D4 R7 R8 C1 A C X R4 Uđk R5 - A D + V A R9 Tr 49 Qua thời gian thực với nỗ lực thân nh bảo nhiệt tình thầy giáo em hoàn thành đồ án thời hạn Tuy nhiên với lĩnh vực tơng đối khó đòi hỏi độ xác cao mà tiếp xúc thời gian ngắn chắn báo cáo nhiều điều thiếu sót, em mong tiếp tục nhận đợc ý kiến đóng góp thầy giáo để đồ án đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Sinh viên thực 50 Tài liệu tham khảo -Điều chỉnh tự động truyền động điện tg: Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn Phạm Quốc Hải Dơng Văn Nghi - Truyền động điện tg: Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn Nguyễn Thị Hiền - Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại Tg: Nguyễn Mạnh Tiến Vũ Quang Hồi - Máy điện I Tg: Vũ Gia Hanh Trần Khánh Hà - Phan tử Thụ nguyễn Văn Sáu -Điện tử công suất tg :Nguyễn Bính - Cơ sở truyền động điện tự động Tg: Bùi Đình Tiếu Phạm Duy Nhi - Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều pha tg: Nguyễn Hồng Quang - Điều khiển động xoay chỉều cấp từ biến tần bán dẫn tg: Nguyễn Văn Liễn 51 [...]... điểm của hệ truyền động bàn máy bào giờng nêu ở chơng đầu cùng với kết quả tính công suất động cơ ở chơng ba ta loại bỏ việc sử dụng phơng án này cho hệ truyền động của ta Cụ thể là có hai lý do cơ bản sau: + Hệ truyền động của ta làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, có đảo chiêu quay + Công suất động cơ tính ra thuộc loại không lớn nên vấn đề đầu t cả hệ nối tầng là không hiệu quả về mặt kinh tế 3 Hệ. .. công suất đơn vị động cơ nên thích hợp cho truyền động có đảo chiều, công suất động cơ truyền động lớn Từ những đặc điểm đặc trng của mỗi loại biến tần, tới yêu cầu truyền động chính máy bào giờng ta chọn bộ biến đổi là bộ biến tần nguồn dòng, vì những lý do sau: - Biến tần nguồn dòng thích ứng tốt với truyền động có mômen biến thiên đột ngột nh trờng hợp bàn máy bào giờng lúc khởi động và thờng xuyên... ở phần trên ta đã đi khảo sát những nét đặc thù của mỗi phơng pháp truyền động cho hệ xoay chiều ba pha và đã đi đến kết luận là chỉ có hai phơng án là phù hợp với yêu cầu truyền động chính máy bào giờng Đó là: - Phơng án truyền động bằng phơng pháp xung điện trở roto dùng động cơ roto dây quấn - Phơng án truyền động bằng phơng pháp biến tần sử dụng động cơ roto lồng sóc Để chọn ra một phơng án thích... tự nhiên, mô-men của động cơ bị giảm khi tốc độ thấp + Một vấn đề nữa là đối với các hệ thống công suất lớn vấn đề quan trọng là khởi động động cơ, thờng dùng điện trở phụ kiểu chất lỏng để khởi động động cơ đến vùng tốc độ làm việc sau đó mới chuyển sang chế độ điều chỉnh công suất trợt Vì vậy mà việc sử dụng hệ thống này chỉ phù hợp với các hệ truyền động có số lần khởi động, dừng máy và đảo chiều...Chơng II Phân tích lựa chọn phơng án truyền động Chọn phơng án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả tính chọn công suất động cơ, từ đó tìm ra một phơng án khả thi đáp ứng đợc cả yêu cầu về đặc tính kỹ thuật và kinh tế với công nghệ đặt ra Lựa chọn phơng án truyền động tức là phải xác định đợc loại động cơ truyền động là một chiều hay xoay chiều, phơng pháp điều chỉnh... việc nặng nề của động cơ truyền động bàn máy bào giờng thì việc xem xét khả năng sử dụng động cơ roto lồng sóc là hợp lý 4 Về lĩnh vực ứng dụng, tính tin cậy trong vận hành Do khả năng điều chỉnh tần số đa đến khả năng có mọi đặc tính cơ mong muốn nên thực tế phơng pháp điều chỉnh tần số có thể áp dụng cho mọi yêu cầu truyền động Điều đó có nghĩa là việc sử dụng nó cho truyền động máy bào giờng là... dụng vào điểu chỉnh nó chỉ phù hợp với hệ truyền động với các phụ tải có mô-men là hàm tăng theo tốc độ (nh quạt gió, bơm ly tâm) Lý thuyết chứng minh là đối với hệ truyền động có mô-men tải không đổi (Mc=const) thì tổn thất sẽ rất lớn khi điều chỉnh Vì vậy, việc xem xét phơng án truyền động dùng phơng pháp điều chỉnh điện áp stato đối với hệ truyền động bàn máy bào giờng là không có ý nghĩa; điều đó... khiển tần số thông qua từ thông động cơ và từ thông động cơ đợc giữ không đổi thông qua quan hệ I 1(f2) biến tần đợc sử dụng là biến tần nguồn dòng 21 Chơng III Tính chọn thiết bị mạch lực Sơ đồ mạch lực: L T4 T6 T2 Id T1 T3 C2T5 D3 C3 A C1 B D1 C D5 Ud T1 T3 T5 Is D4 D6 C5 D2 C4 T4 T6 C6 T2 I Tính chọn động cơ truyền động 1.1 Phụ tải truyền động chính Phụ tải truyền động chính đợc xác định bởi lực kéo... sơ đồ nối bộ biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động Do đề bài yêu cầu sử dụng động cơ KĐB nên em chỉ phân tích các đặc tính kinh tế kỹ thuật của các phơng pháp điều chỉnh động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha I Khảo sát các phơng án truyền động 1 Hệ điều chỉnh điện áp động cơ a Nguyên lý: Theo lý thuyết máy điện, ta có quan hệ giữa mô-men và điện áp đặt vào Stato động cơ nh sau: 2 M= 3.U f 1 R 2 ' 2... bộ biến tần với việc sử dụng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc III Chọn sơ đồ biến tần: Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều có yêu cầu cao về dải điều chỉnh và tính chất động học chỉ có thể thực hiện đợc với bộ biến tần Các hệ này sử dụng động cơ rôto lồng sóc có kết cấu đơn giản, vững chắc rẻ có thể làm việc trong mọi môi trờng Nhựơc điểm cơ bàn của hệ thống này là mạch điều khiển